СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КАРКАСНОГО СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК C01B37/00 C01G23/00 

Описание патента на изобретение RU2532554C1

Введение

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению титансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6, которое можно использовать в процессах адсорбции из жидкой фазы для очистки сточных вод в производствах органических красителей, а также в качестве фотокатализатора.

Уровень техники

Известен способ получения титансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6 (М. Dan-Hardi, С.Serre, Т. Frot, L. Rozes, G. Maurin, С.Sanchez and G. Ferey J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 10857).

Способ реализуется следующим образом. В раствор, содержащий смесь диметилформамида и метанола (в соотношении по объему 9:1), вводят терефталевую кислоту и тетраизопропоксид титана. Далее полученную смесь перемешивают, помещают в автоклав и выдерживают при температуре 150°C в течение 15 часов. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают последовательно ацетоном, диметилформамидом, метанолом, и высушивают при умеренной температуре (190-200°C). Выход продукта составляет порядка 56%.

Недостатками этого способа являются:

- использование токсичного метанола;

- низкая экономичность, обусловленная:

- необходимостью использования специального оборудования, работающего под давлением;

- большой энергоемкостью процесса из-за большой длительности процесса, осуществляемого при высокой температуре;

- недостаточно высокий выход целевого продукта.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка способа получения титансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6 путем взаимодействия терефталевой кислоты с алкоксидом титана в растворителе, включающем диметилформамид, при нагревании, который позволил бы повысить безопасность, экономичность процесса и выход целевого продукта.

Поставленная задача решена способом получения титансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6 путем взаимодействия терефталевой кислоты с алкоксидом титана в растворителе, включающем диметилформамид, при нагревании, в котором процесс проводят при атмосферном давлении в течение 6-7 часов при кипении, в качестве алкоксида титана используют бутоксид титана, а в качестве растворителя, включающего диметилформамид, используют диметилформамид.

Изобретение позволяет:

- повысить безопасность процесса за счет исключения из синтеза токсичного метанола;

- повысить экономичность процесса за счет исключения необходимости использования специального дорогостоящего оборудования, работающего под давлением, и значительного снижения энергозатрат за счет существенного сокращения длительности процесса синтеза;

- получить целевой продукт с более высоким выходом.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для реализации способа используют следующие вещества:

диметилформамид - ГОСТ 20289-74

терефталевая кислота - CAS 100-21-0 (Aldrich)

бутоксид титана - CAS 5593-70-4 (Aldrich)

ацетон - ГОСТ 2768-84

Способ реализуется следующим образом:

В 300 мл диметилформамида загружают 16.6 г (0.1 М) терефталевой кислоты и нагревают реакционную массу до кипения при перемешивании. После полного растворения кислоты к раствору добавляют 17 г (0.05 М) бутоксида титана и выдерживают смесь при кипении в течение 6-7 часов. Затем смесь охлаждают до комнатной температуры, образовавшуюся твердую фазу отфильтровывают, промывают последовательно ацетоном и диметилформамидом и высушивают при температуре 190-200°C.

Данные элементного анализа:

Вычислено для Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6, %: C - 36.87, H - 1.80, O - 36.83. Найдено, %: C - 36.12, H - 1.89, O - 36.43. ИК спектр, ν, см-1: 3413 (O-H), 2918 (C-H), 1645, 1585 (C=O), 1401 (C=C).

Чистота продукта подтверждена данными порошковой рентгеновской дифракции. Дифрактограмма титансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6 приведена на фигуре.

Выходы целевого продукта при осуществлении способа при различных условиях приведены в таблице.

№ примера Время синтеза, ч Выход целевого продукта, % 1 6 69.8 2 6.5 70.0 3 7 69.9

Похожие патенты RU2532554C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ КИСЛОТНЫХ И ОСНОВНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ 2013
  • Кудрик Евгений Валентинович
  • Макарова Анна Сергеевна
  • Макаров Сергей Васильевич
  • Найденко Екатерина Викторовна
  • Койфман Оскар Иосифович
RU2532552C1
СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ 2015
  • Макарова Анна Сергеевна
  • Власова Елена Александровна
  • Найденко Екатерина Викторовна
  • Кудрик Евгений Валентинович
  • Макаров Сергей Васильевич
  • Койфман Оскар Иосифович
RU2594529C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАНТАНСОДЕРЖАЩЕГО МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КАРКАСНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРЁХМЕРНОЙ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ 2015
  • Власова Елена Александровна
  • Макарова Анна Сергеевна
  • Маевский Антон Витальевич
  • Рудакова Аида Витальевна
  • Макаров Сергей Васильевич
  • Емелин Алексей Владимирович
  • Койфман Оскар Иосифович
RU2613976C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ МОДИФИКАЦИЕЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕГО КАРКАСНОГО СОЕДИНЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2014
  • Власова Елена Александровна
  • Горберг Борис Львович
  • Кудрик Евгений Валентинович
  • Найденко Екатерина Викторовна
  • Макаров Сергей Васильевич
RU2593021C1
РАСТВОРЫ-ПРЕДШЕСТВЕННИКИ НАНОКОМПОЗИТОВ, НАНЕСЕННЫХ ИЗ РАСТВОРА, СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК И ТОНКИЕ ПЛЕНКИ, ПОЛУЧЕННЫЕ ЭТИМИ СПОСОБАМИ 2012
  • Рябова, Эльмира
RU2590434C2
СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИЙ МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИЭДРИЧЕСКИХ ОЛИГОМЕРНЫХ СИЛСЕСКВИОКСАНОВЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ 2014
  • Клейн Рене Александер
  • Маринус Кристина
RU2654064C2
ПРОИЗВОДНЫЕ НИКОТИНОВОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ГЕРБИЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1994
  • Масахиро Миязаки
  • Сумио Екота
  • Есихиро Ито
  • Нобуюки Охба
  • Нобухиде Вада
  • Сигехико Татикава
  • Такесиге Миязава
RU2133746C1
СПОСОБ ГИДРООКИСЛЕНИЯ ОЛЕФИНОВ ДО ОКСИДОВ ОЛЕФИНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ОКИСЛЕННОГО ЗОЛОТА 2000
  • Куперман Алекс
  • Бауман Роберт Г.
  • Кларк Говард В.
  • Хартвелл Джордж Е.
  • Скоуман Брайан Дж.
  • Туинстра Хендрик Е.
  • Мейма Гармт Р.
RU2234369C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КАРКАСНОГО СОЕДИНЕНИЯ С ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ 2016
  • Емелин Алексей Владимирович
  • Рудакова Аида Витальевна
  • Шурухина Анна Владимировна
  • Маевский Антон Витальевич
  • Жаровов Дмитрий Анатольевич
RU2645513C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИФЕНИЛКАРБОНАТА 2010
  • Риу Дз. Йонг
RU2528048C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 532 554 C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКОГО КАРКАСНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Изобретение относится к получению титансодержащего соединения, используемого в качестве адсорбента и фотокатализатора. Заявлен способ получения металлоорганического каркасного соединения формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6. Производят взаимодействие терефталевой кислоты с бутоксидом титана в растворителе. Процесс осуществляют при кипении в течение 6-7 часов при атмосферном давлении. Технический результат заключается в повышении безопасности и экономичности процесса при повышении выхода целевого продукта. 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 532 554 C1

Способ получения титансодержащего металлоорганического каркасного соединения формулы Ti8O8(OH)4[O2C-C6H4CO2]6 путем взаимодействия терефталевой кислоты с алкоксидом титана в растворителе, содержащем диметилформамид, при нагревании, отличающийся тем, что процесс проводят при атмосферном давлении в течение 6-7 часов при кипении, в качестве алкоксида титана используют бутоксид титана, а в качестве растворителя, содержащего диметилформамид, используют диметилформамид.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2532554C1

АДСОРБЕНТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ О-, М- И П-ИЗОМЕРОВ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 2009
  • Исаева Вера Ильинична
  • Богдан Виктор Игнатьевич
  • Кустова Наталья Николаевна
  • Кустов Леонид Модестович
RU2426581C2
WO 2008080813 A1, 10.07.2008
WO 2006122920 A1, 23.11.2006
US 7556673 B2, 07.07.2009
US 7862647 B2 , 04.01.2011

RU 2 532 554 C1

Авторы

Кудрик Евгений Валентинович

Макарова Анна Сергеевна

Макаров Сергей Васильевич

Сальников Денис Сергеевич

Койфман Оскар Иосифович

Даты

2014-11-10Публикация

2013-04-18Подача